Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКЦИОНЕРНАЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНАЯ КОМПАНИЯ «УЗБЕКИСТОН ТЕМИР ЙУЛЛАРИ»

МИНИСТЕРСТВА ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО

СПЕЦИАЛЬНОГООБРАЗОВАНИЯ

ТАШКЕНТСКИЙ ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРОВЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГОТРАНСПОРТА

На правах рукописи

УДК 535 (075)

Диссертация на соискание академической степени магистра

Передача высокоскоростной цифровой информации по линейным трактам ВОЛС

5А311301- «Устройства и системы передачи информации»

Мингалиев Рустам Рамильевич

Научный руководитель:

к.т.н., доцент Колесников И.К.

Ташкент-2013

ДАВЛАТАКЦИЯДОРЛИКТЕМИР ЙЎЛ КОМПАНИЯСИ

«ЎЗБЕКИСТОН ТЕМИР ЙЎЛЛАРИ»

ЎЗБЕКИСТОН РЕСПУБЛИКАСИ ОЛИЙ ВА ЎРТА МАХСУС ТАЪЛИМ ВАЗИРЛИГИ

ТОШКЕНТ ТЕМИР ЙЎЛ МУ?АНДИСЛАРИ ИНСТИТУТИ

?ўл ёзма ?у?у?ида

УДК 535 (075)

Магистр академик даражасини олиш учун ёзилган диссертация

Оптик - толали ало?а линияли трактлар буйича ю?ори тезликтаги ахборотни узатиш

5А311301-«Ахборот узатиш ?урилмалари ва тизимлари»

Мингалиев Рустам Рамильевич

Илмий ра?бар:

к.ф.н., доцент Колесников И.К .

Тошкент-2013

ДАВЛАТ АКЦИЯДРЛИК ТЕМИР ЙЎЛ КОМПАНИЯСИ

«ЎЗБЕКИСТОН ТЕМИР ЙЎЛЛАРИ»

ЎЗБЕКИСТОН РЕСПУБЛИКАСИ ОЛИЙ ВА ЎРТА МАХСУС ТАЪЛИМ ВАЗИРЛИГИ

ТОШКЕНТ ТЕМИР ЙЎЛ МУ?АНДИСЛАРИ ИНСТИТУТИ

Факультет: ТТЭ ва ТЛ Магистратура талабаси: Мингалиев Р.Р.

Кафедра: Эл. Алока ва Радио Илмий ра?бар: Колесников И.К. Ў?ув йили: 2011- 2013-йиллар Мутахассислиги: 5А311301-

Ахборот узатиш курилмалари ва тизимлари

АННОТАЦИЯ

Диссертация иши “Ю?ори тезликдаги ра?амли маълумотларни файбер оптик йўллари ор?али ўтказиш ” ўз ичига ?уйидагиларни олади: кириш,учта боб ва хулоса. Кириш ?исми мавзунинг бо?ли?лигини, ма?садларини,вазифаларини ва ишлаб чи?илган муаммоларнинг даражасини шу билан бир ?аторда ишнинг илмий ва амалий а?амиятини ўрсатади.

Биринчи бобда плезиохрон ра?амли иерархиясининг ало?а тузилмаси кўрсатилган бўлса, иккинчи бобда ОТС ДСС аппаратурасининг комплекси ва тузилиши тасвирланган.

Учинчи бобда схеманинг ривожланиши ўз ичига SDH тармо? проектининг станцияларини олганлиги кўрсатилган.

• Бундан таш?ари мундарижа, фойдаланилган адабиётлар рўйхати ва илова ?ам берилган.

Илмий ра?бар _______ Колесников И.К.

Магистратура талабаси ______ Мингалиев Р.Р.

REPUBLIC OF UZBEKISTAN“UZBEK RAILWAYS”

STATE JOINT-STOCK RAILWAY COMPANY

MINISTRY OF HIGHER AND SPECIAL EDUCATION

TASHKENT INSTITUTE OF RAILWAY ENGINEERING

Faculty: RTO and TL Graduate student: R.R. Mingaliev

Department: EC and R Supervisor: I.K.Kolesnikov

Academic year: 2011 - 2013 y Occupation:5А311301 Systems

and devices of information transfers

ANNOTATION

The dissertation work is "The transfer of high-speed digital data over line paths of fiber optic (ВОЛС) " consists of an introduction, three chapters and a conclusion. In the Introduction shows the relevance, the goals, tasks and the degree of the issues developed, the scientific and practical significance of the work. The first chapter describes the communication system plesiochronous digital hierarchy. The second chapter is devoted to the complexes and construction of equipment ОТС ДСС.

The third chapter gives a development of the scheme include stations in the projected network SDH. There is also content, bibliography and appendix.

Scientific Supervisor of ____________ I.K.Kolesnikov

Graduate student of masters degree _______ R.R. Mingaliev

ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКЦИОНЕРНАЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНАЯ КОМПАНИЯ «ЎЗБЕКИСТОН ТЕМИР ЙЎЛЛАРИ»

МИНИСТЕРСТВА ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО

СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ТАШКЕНТСКИЙ ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Факультет: ОП и ТЛ Студент магистратуры: Мингалиев Р.Р.

Кафедра: Эл.связь и Радио Научный руководител: Колесников И.К.

Учебный год: 2011- 2013 г.г. Специальность: 5А311301 Системы и устройства передачи информации

АННОТАЦИЯ

Диссертационная работа "Передача высокоскоростной цифровой информации по линейным трактам ВОЛС" состоит из введение, трех глав и заключения. Во введении показаны актуальность, цели, задача и степень разработанные проблемы, научная и практическая значимость работы.

В первый главе рассмотрены системы связи плезиохронной цифровой иерархии.

Вторая глава посвящена комплексам и конструкции аппаратуры ОТС ДСС.

Вретьей главе дано разработка схемы включения станций в проектируемую сеть SDH.

Имеется также содержание, список использованной литературы и приложение.

Научный руководитель __________ Колесников И.К.

Студент магистратуры ___________ Мингалиев Р.Р.

Содержание

Аннотация

Введение

1. Системы связи плезеохронной цифровой иерархии

1.1 Системы связи для соеденительной линии первичной цифровой иерархии Е1

1.2 Системы связи вторичной цифровой плезеохронной иерархии Е2

1.3 Системы связи третичной цифровой плезеохронной иерархии Е3

1.4 Системы связи цифровой плезеохронной иерархии Е4

Выводы

2. Разработка схемы включения станции в проектируемую сеть sdh

2.1 Выбор топологии включения станции проектируемой сети SDH

2.2 Выбор типа оборудования SDH

2.3 OPTIX METRO 3100

2.4 Платы кросс-коммутатора OPTIX METRO 3100

2.5 Модули LTU

2.6 Центр управления Т2000

Выводы

3. Расчет транспортной сети sdh

3.1 Расчет кольца АТС91-95

3.2 Расчет кольца АТС91-SSA922-АТС-97-АТС-93RSU959-АТС95

3.3 Реализация мультиплексора SDH

3.4 Структура цикла модуля STM1

3.5 Синхронизация

3.6 Элементы сетей SDH

Выводы

Заключение

Литература

ВВЕДЕНИЕ

Важнейшим приоритетам реализации экономических программ на 2013 год и на перспективу должно стать комплексное и ускоренное развитие инфраструктуры транспортного строительства. Для последовательной реализации этой приоритетной задачи разработана специальная программа перспективного развития отраслей экономики Республики Узбекистан.

В 2013 году должны быть продолжены работы по совершенствованию систем транспорта и логистики, которая обеспечит надежный внутренний и междугородной транзит грузов по территории Узбекистана.

Актуальность темы. В последние годы процесс информации всех сфер государственной и общественной жизни Узбекистана определяется ростом и внедрением современных информационных технологий и средств телекоммуникаций. Существенным образом от повлиял и на развитие железнодорожного транспорта. При этом открылись новые перспективы, возникли задачи, требующие принятия решений для модернизации всей системы железнодорожного транспорта.

Основным направлением технического развития и совершенствования средств телекоммуникаций на железнодорожном транспорте является внедрение цифровой техника и, прежде всего, высокоскоростных волоконно-оптических линий связи. Поэтому передача высокоскоростных цифровых информаций по линейным трактам ВОЛС является задачей актуальной.

Формирование единой системы информации, внедрение и использование во всех подразделениях железнодорожного транспорта современных информационных технологий, увеличение объемов электронного документооборота требует внедрение новых видов систем передачи на самых передовых технологиях. В связи с этим возникает научно-практический интерес к созданию мощной высокоскоростной цифровой сети связи на основе волоконно-оптических линий связи для ГАЖК «Узбекистон темир йуллари.

Цели и задачи и степень разработанности проблемы. Цель диссертационной работы является разработка высокоскоростной системы передачи цифровой информации по линейным трактам ВОЛС.

Цель исследования предусматривает решение следующих задач:

- обоснование выбора оборудование для системы связи соединительных линий первичной цифровой иерархии Е1, вторичной Е2 и третичной Е3;

- разработка системы связи цифровой плезиохронной иерархии Е4;

- разработка схем включения станций в проектируемую сеть SDH;

- выбор типа оборудования SDH;

- расчет транспортной сети SDH;

- синхронизация схем мультиплексирования.

Объекты исследования. Объектами исследования являются типовое оборудование системы связи плезиохронной цифровой иерархии «КЕДР», оптический терминал ЛОТ-2Ц, Т-31, структурные схемы «Соната-2», Т-41, СОПКА-2, ОТЛС-31, оптические передатчики и приемника.

Научная новизна. Научная новизна данного исследования заключается в том, что даны рекомендации к разработке систем связи цифровой плезиохронной иерархии Е1, Е2, Е3, Е4, разработаны схемы включения станций в сеть SDH, дан расчет транспортной сети SDH и разработаны системы синхронизации схем мультиплексирования для увеличения объема и скорости передачи информации.

Практическая значимость. Практическая значимость работы заключается в том, что при проектировании цифровой систем передачи информации дает возможность выбрать оптимальное количество оборудования и выбрать разработанные схемы включения для получения достаточного объема и скорости передаваемой информации. Разработанный расчет транспортной сети и синхронизация схем мультиплексирования поможет проектировщикам при переходе на цифровые системы передачи.

Краткое содержание глав.

В первой главе рассмотрены вопросы системы связи для соединительных линий первичной Е1, вторичной Е2, третичной Е3 и четвертичной Е4 цифровой иерархии.

Во второй главе разработаны схемы включения станций в проектируемую сеть SDH. При этом рассматриваются вопросы выбора топологии, выбора архитектура включения, выбор требуемого уровня и числа мультиплексоров, конфигурация мультиплексирования узлов и составления спецификации оборудования.

В третьей главе дан расчет транспортной сети SDH, архитектурное строение сети, расчета колец транспортной сети, реализация мультиплексора SDH, показан процесс загрузка цифрового потока в синхронный транспортный модуль, даны рекомендации по синхронизации и управлению сетями SDH, построение самовосстанавливающих кольцевых структур.

Вклад автора в исследовании проблемы. Результаты, изложенные в работе, получены автором самостоятельно. Обсуждение постановки задачи, внедрение результатов выполнялось, совместно с авторами, фамилии которых указаны в списке опубликованных работ.

Публикация и апробация работы. Основные положения диссертации доказывались, обсуждались, и получили одобрение на научно-технических конференциях в ТашИИТе и опубликованы в сборниках научных трудов:

1. Возможности организации линейных трактов ВОСП на основе ВОЛС. Научные труды республиканской научно-технической конференции с участием зарубежных ученых «Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте» 5-6 декабря 2012 г. Ташкент.

2. Кредитная технология в учебном процессе «Илмий педогог ишларининг долзарб муаммолари» 30-ноября 2012 г. ТашИИТ.

3. Методы уплотнения компонентных потоков. 2 апреля 2013 г.

1 СИСТЕМЫ СВЯЗИ ПЛЕЗИОХРОННОЙ ЦИФРОВОЙ ИЕРАРХИИ

плезиохронный цифровой станция

Синхронная цифровая иерархия (SDH) -- технология широкополосных транспортных сетей, которые являются инфраструктурой для подключения пользователя к широкому спектру услуг. Сети SDH позволяют передавать информационные потоки на скоростях до 10 Гбит/сек, предоставляют широкий диапазон скоростей доступа, в том числе совместимых с плезиохронной цифровой иерархией, прозрачны для трафика любой природы (голос, данные, видео). Заложенная в структуру SDH сигнала служебная информация обеспечивает возможность централизованного управления сетевыми устройствами и сетью в целом, позволяя гибко и оперативно обслуживать сеть и предоставлять пользователям необходимые потоки, а также реализует механизмы защиты информационных потоков в сети от возможных аварий.

Но прежде, чем рассказывать об основах SDH, вкратце рассмотрим методы передачи сигналов, сложившиеся в электросвязи до появления SDH и их недостатки, давшие толчок к созданию новой технологии.

Технологии передачи информационного сигнала развивались параллельно с развитием телефонных сетей. Постоянно растущее число пользователей и рост телефонного трафика привел к появлению систем мультиплексирования сигналов с разделением по частоте (FDM -- Frequency Division Multipex), которые позволяли организовать несколько телефонных соединений по одному кабелю. Идея заключалась в модуляции каждого телефонного канала с различной частотой, для сдвига сигналов в неперекрывающиеся частотные интервалы.

Развитие полупроводниковых технологий позволило в начале 60-х годов перейти к цифровым методам передачи, которые имели значительные преимущества по сравнению с аналоговой передачей сигнала (достаточно, хотя бы, сказать о возможности практически без потерь восстанавливать цифровой сигнал на регенерационном участке). Для оцифровки речевого сигнала стал применяться метод, названный импульсно-кодовой модуляцией (PCM -- Pulse Code Modulation), согласно которому дискретные отсчеты сигнала, взятые с частотой 8 КГц, кодировались 8-ми битной последовательностью (квантовались), что давало цифровой поток 8КГц х 8бит = 64 Кбит/сек. Этот цифровой сигнал получил название DS0 (Digital Signal level zero), и, именно, он является тем строительным "кирпичиком", на базе которого создаются более мощные цифровые системы передач, емкость которых измеряется числом DS0, содержащихся в них. Использование одной линии для передачи нескольких каналов в цифровых системах передачи достигается за счет мультиплексирования с разделением по времени (TDM -- Time Division Multiplex). Схематично эта процедура выглядит так: на вход мультиплексора подается n цифровых сигналов, мультиплексор поочередно отбирает из этих входных каналов биты или байты, составляя из них выходной сигнал, скорость которого в n раз превышает скорость входных сигналов. Если каскадно соединить несколько мультиплексоров, то можно сформировать различные иерархические наборы цифровых скоростей передачи.

На сегодняшний день имеется три таких иерархии: Североамериканская, Японская и Европейская (рисунок 1.1). В качестве первичной скорости иерархии в Европе была принята скорость 2048 Кбит/сек (результат, когда 30 информационных сигналов DS0 собрали в кадр вместе с необходимой сигнальной и управляющей информацией), в США, Канаде и Японии использовалась первичная скорость 1544 Кбит/сек, формируемая комбинацией 24-х каналов вместо 30. Эти иерархии получили название плезиохронные цифровые иерархии (PDH -- Plesiochronous Digital Hierarchy), т.к. мультиплексируемые потоки не были синхронными, их скорости могли различаться в пределах допустимой нестабильности тактовых генераторов, формирующих битовые последовательности, каждого из них. Поэтому при мультиплексировании таких потоков, необходимо производить вставку либо исключение бит для согласования скоростей.

Рисунок 1.1 Плезиохронные цифровые иерархии

Наличие в PDH потоках выравнивающих битов, делает невозможным прямое извлечение из потока, составляющих его компонентов. Так, чтобы извлечь из потока 140 Мбит/сек (Е4) поток 2 Мбит/сек (Е1) необходимо демультиплексировать Е4 на четыре потока 34Мбит/сек (Е3), затем один из Е3 на четыре потока 8 Мбит/сек (Е2), и только после этого можно вывести требуемый Е1. А для организации ввода/вывода требуется трехуровневое демультиплексирование, а затем трехуровневое мультиплексирование (Рис.2). Понятно, что использование систем PDH в сетях передачи данных, требует большого количества мультиплексоров, что значительно удорожает сеть и усложняет ее эксплуатацию.

Рисунок 1.2 Операция ввода/вывода потока в PDH

К недостаткам PDH следует, также, отнести слабые возможности в организации служебных каналов для целей контроля и управления потоком в сети и полное отсутствие средств маршрутизации низовых мультиплексированных потоков, что крайне важно для использования в сетях передачи данных.

Цели и задачи разработки SDH. Основные понятия.

Желание преодолеть указанные недостатки PDH привели к разработке в США иерархии синхронной оптической сети (SONET), а в Европе аналогичной синхронной цифровой иерархии (SDH), предложенными для использования на волоконно-оптических линиях связи.

Целью разработки, в обоих случаях, было создание иерархии, которая позволила бы:

вводить/выводить исходные потоки без необходимости производить сборку разборку;

разработать структуру кадров, позволяющую осуществлять развитую маршрутизацию и управление сетями с произвольной топологией;

загружать и переносить в кадрах новой иерархии кадры PDH иерархии и других типов трафика (АТМ, IP);

разработать стандартные интерфейсы для облегчения стыковки оборудования.

Однако, считаясь с необходимостью облегчить процедуру взаимодействия американской и европейской PDH, разработчиками SONET и SDH был принят окончательный вариант, названный SONET/SDH, в котором путем согласования рядов скоростей и схем мультиплексирования каждой из иерархий, стало возможным заключать в оболочки кадров синхронных потоков все форматы кадров американской и европейской PDH (кроме Е2). Три основополагающие рекомендации по SDH были опубликованы в 1989 году -- Rec. G.707, G.708 и G.709.

В сетях SDH и SONET, используются синхронные схемы передачи с байт-интерливингом при мультиплексировании. В качестве формата основного сигнала первого уровня в иерархии SDH был принят синхронный транспортный модуль STM-1 с размером кадра 2430 байт и стандартным периодом повторения кадров 125 мксек, что дает скорость передачи 155.52 Мбит/сек. Мультиплексирование с коэффициентом кратности 4 дает следующий ряд скоростей SDH иерархии: STM-4, STM-16, STM-64 или соответственно 622.08, 2488.32, 9953.28 Мбит/сек. Ряд скоростей SONET начинается с сигнала ОС-1, имеющего скорость 51.84 Мбит/сек, а далее сигналы ОС-3, ОС-12, ОС-48 совпадают по скорости с STM-1, STM-4, STM-64.

1.1 Системы связи для соединительных линий первичной цифровой иерархии Е1

Необходимость передачи по волоконно-оптическим линиям связи одного или нескольких сигналов в виде цифровых потоков со скоростью 2048 кбит/с - довольно частое явление. Это могут быть местные или объектовые сети связи, или ответвления от зоновой или магистральной линии в какой-либо объект или небольшой населенный пункт, находящийся от этой линии на значительном расстоянии (до 100...150 км). Для таких случаев отечественные предприятия и зарубежные фирмы производят соответствующее оборудование.

В Государственном научно-исследовательском институте связи (ЦНИИС) было разработано оборудование - линейный оптический терминал ЛОТ-1Ц1, предназначенный для передачи цифрового потока уровня Е1 по оптическому кабелю. Структурная схема терминала представлена на рисунке 1.3, где: 1,7- аппаратура группового каналообразования "КЕДР", 2 - блок преобразования цифрового потока DC1 - HDB3 в электрический цифровой сигнал в бифазном коде или СМ1, 3 - оптический передающий модуль, 4 - блок контроля параметров передающего и приемного оптических модулей, 5 - приемный оптический модуль, 6 - блок преобразования линейного кода в код HDB3.

Рисунок 1.3 Структурная схема линейного оптического терминала ЛОТ-1Ц1

Отличительной особенностью этого оборудования является наличие блок контроля параметров 4. Этот блок позволяет контролировать следующие параметры: выходную оптическую мощность на выходе оптического разъема, мкВт; входную оптическую мощность, приходящую на фотоприемник, нВт; ток накачки лазера, мА. Кроме того, контролируется напряжение питания всего терминала (60 В). Контроль производится визуально с помощью 4-значного цифрового индикатора, размещенного на передней панели блока 4.

Производится также оптический терминал ЛОТ-2Ц, предназначенный для передачи двух цифровых потоков со скоростями 2048 кбит/с по одному оптическому одномодовому волокну на двух длинах волн - 1300 и 1550 нм. Оптический кабель в ЛОТ-Щ1 и ЛОТ-21Д подключается с помощью оптических шнуров типа "пачкорд" посредством оптических разъемов FC.

Конструктивно ЛОТ-1Ц1 и Л ОТ-2Ц выполняются в одном из двух вариантов:

· первый вариант имеет модульное исполнение и может размещаться в стандартном 19-ти дюймовом ETS1;

· второй вариант приспособлен для работы с. канала образующей аппаратурой и выполнен в стандартном блоке оборудования "КЕДР" с размерами 240x292x240 мм.

Отечественной промышленностью производится также оборудование Т-31 (производство предприятия АО НПП РОТЕК), предназначенное для потока DS1 цифрового сигнала со скоростью 2048 кбит/ с. На рисунке 1.4 представлена функциональная схема этого оборудования.

Рисунок 1.4 Функциональная схема оборудования Т-31 (РОТЕК)

Основные технические характеристики модели Т-31: рабочая длина волны 1300 нм; энергетический потенциал 42 дБ; среда передачи - одномодовое волокно; тип оптического разъема - FC; скорость передачи 2048 кбит/с; тип кода на электрических стыках соответствует рекомендациям ITU-T G. 703. Конструктивно модель может быть выполнена в нескольких вариантах: А1 - стоечный 19", А2 - стоечный СКУ (унифицированный стоечный каркас), А4 - на-, стенный, Электрическое питание модели Т-31 осуществляется в трех О" вариантах: напряжение постоянного тока от -43 до -72 В или от -21 !д до -27 В и напряжение переменного тока 220 В ±10%, 50 Гц ±5%.

Описанные типы отечественного оборудования (как ЛОТ-1Ц1 и ЛOT-2Ц, так Т-31) выполнены с использованием современных электронных тронных и квантово-оптических элементов (полупроводниковых лазеров и фотодиодов) и на основе современных технологий.

1.2 Системы связи вторичной цифровой плезиохронной иерархии Е2

В 80-х годах в Советском Союзе была разработана и производилась аппаратура волоконно-оптических систем передачи "Соната-2", предназначенная для использования на городских сетях в качестве соединительных линий между узлами связи. Эта аппаратура позволяет по одной паре оптических волокон (многомодовых) передавать в обе стороны 120 телефонных каналов в цифровом информационном потоке со скоростью 8,448 Мбит/с.

На рисунке 1.5 представлена обобщенная структурная схема системы связи "Соната-2", где 1 и 7 - блоки аналого-цифрового оборудования ИКМ-30,2,6 - мультиплексор, или блок вторичного временного группообразования (ВВГ), 3, 5 -0-2), 4 - стойка промежуточного линейного счетоводного тракта.

Блок аналого-цифрового оборудования 1 состоит из 4-х ячеек, каждая из которых из 30-ти первичных цифровых потоков DSO (64 кбит/ с) формирует один цифровой информационный поток в двоичном коде уровня DS1 - HDB3. Далее четыре таких потока поступают на входы мультиплексора 2, формирующего цифровой поток уровня DS2 также в коде HDB3, который в свою очередь поступает на вход СОЛСТ-0-2. Сигнал DS2 является в данном случае стыковым. В блоке 3 (СОЛСТ-0-2) он поступает на ячейку ПК, задача которой - преобразование двоичного цифрового потока DS2 из кода HDB3 в линейный код СМ1. С выхода ячейки ПК электрический сигнал в коде СМ1 подается на вход передающего оптического модуля ПОМ, в котором он преобразуется в оптический цифровой поток в том же коде СМ1. Оптический поток с помощью оптического разъема "Лист-X" подключается к оптическому кабелю. В состав блока СОЛСТ-0-2, кроме указанных ячеек, входят также устройства, выполняющие следующие функции: контроль линейного оборудования стойки, контроль линейного тракта, служебная связь.

Рисунок 1.5 Обобщенная структурная схема аппаратуры «Соната-2»

Для соединительных линий на городских телефонных сетях, кроме аппаратуры "Соната-2", выпускалось также оборудование ИКМ-120-5. Это оборудование, как и "Соната-2", обеспечивало передачу 120 каналов в цифровом потоке со скоростью 8,448 Мбит/с, по оптическому кабелю. Аппаратура производилась в двух вариантах: КЛТ-26, в котором оптический передающий модуль работал на длине волны 850 нм, и КЛТ-24 - на длине, волны 1300 нм.

Для передачи 120 телефонных каналов в цифровом потоке со скоростью 8,448 Мбит/с производилась и аппаратура "Сопка-2", предназначенная для работы во внутризоновых сетях. По структурной схеме, устройствам телеконтроля и служебной связи эта аппаратура мало, чем отличалась от "Сонаты-2" и ИКМ-120-5. В настоящее время эти системы устарели и не производятся. Но поскольку в ряде мест они продолжают работать, целесообразно их кратко рассмотреть. Более подробное описание приведенных систем дано в работах .

В настоящее время отечественной промышленностью выпускается аппаратура для передачи по одномодовому оптическому волокну сигналов вторичной цифровой плезиохронной иерархии Е2 - ОЛТ-025 (завод "Морион", г. Пермь) и Т-41 (АО НПП РОТЕК). Эта аппаратура производится на современном технологическом уровне, в ней применены современные электронные и квантово-оптические элементы, обладающие большим ресурсом и высокой надежностью. Конструктивно аппаратура выполнена в нескольких вариантах: А.1-(стоечный 19"), А2 (стоечный СКУ), А4 (настенный). В таблице 1.1 приведены основные технические характеристики описанных выше систем связи "Соната-2", ИКМ-120-5, "Сопка-2", ОЛТ-025 и Т-41.

Таблица 1.1

	Тип аппаратуры
Основные технические данные аппаратуры	«Соната-2»	ИКМ-120-5	«Соната-2»	ОЛТ-025 завод «МОРИОН» г.Пермь	Т-41 АОНПП РОТЕК
Длина волны излучения, нм	850	850(КЛТ-26) 1300 (КЛТ-24)	1300	1300 КЛТ-021	1200-1335
Уровень средней оптической мощности на выходном оптическом разъеме, дБм	0	0	-7	0±3	0±3
Число телефонных каналов	120	120	120	120	120
Тип линейного кода	СМ1	МСМ1	5В6В	СМ1	СМ1
Скорость передачи сигнала на стыке ВВГ, Мбит/с	8,448	8,448	8,448	8,448	8,448
Скорость передачи линейного сигнала, Мбит/с	16,896	-	10,138	-	-
Энергетический потенциал, дБ, не менее	50	50 (КЛТ-26) 37 (КЛТ-24)	47	42	40
Коэффициент ошибок на выходе тракта максимальной протяженности не более	10 -8	10 9	2*10 -8	10-9	10 -9

1.3 Системы связи третичной цифровой плезиохронной иерархии ЕЗ

Для внутризоновых сетей кроме аппаратуры "Сопка-2", производилась также аппаратура "Сопка-3", предназначенная для передачи 480 телефонных каналов в двоичном цифровом потоке со скоростью 34,368 Мбит/с. Эта аппаратура, как и "Сопка-2", в настоящее время устарела, но еще продолжает работать, вследствие чего целесообразно ее кратко рассмотреть.

Структурная схема этой системы отличается от аппаратуры "Сопка-2" практически только тем, что на мультиплексор - формирователь потока со скоростью 34,368 Мбит/с поступает не 4, а 16 цифровых потоков 2,048 Мбит/с в коде HDB3. Аппаратура адаптирована для подключения к оптическому кабелю типа ОЗКГ-1,0/0,7 - 4x4. Этот кабель выполнен на основе градиентных многомодовых волокон с затуханием 0,7... 1,5 дБ/км на длине волны 1300 им. Максимальная длина линии 100 км, длина регенерационного участка 30 км. Остальные технические характеристики системы приведены в таблице 6.2. Питание аппаратуры стандартное: -60 или -24 В. Размеры стоек: 2600x120x225 мм - оконечное оборудование, 1188x1080x1050 мм - промежуточное.

В настоящее время в России производится оборудование такого же назначения, что и "Сопка-3", с использованием современных технологий и более совершенных электронных и квантово-оптических элементов.

Компания АО НПП РОТЕК (Москва) производит аппаратуру Т-51 и Т-316. Модель Т-51 предназначена для передачи по многомодовому или одномодовому оптическому кабелю цифрового потока ЕЗ, а модель Т-316 позволяет по таким же оптическим кабелям передавать от 1 до 16 потоков DS1 (2,048 Мбит/с). На рисунке 1.3 представлена структурная схема системы связи Т-316.

Рисунок 1.6 - Структурная схема связи Т-316

Аппаратура модели Т-316 включает в себя следующие блоки: 4 мультиплексора ППС, каждый из которых из четырех входных потоков DS1 [Е1] формирует один цифровой поток Е2 на передаче и выполняет обратную функцию на приеме. Далее 4 потока Е2 поступают на входы блока ОЛО. Этот блок состоит из мультиплексора, формирующего из четырех потоков Е2 один цифровой информационный поток ЕЗ (34 Мбит/с), и устройства оптического линейного окончания, который на передаче осуществляет операцию преобразования электрического сигнала цифрового потока ЕЗ в коде HDB3 в линейный код, после чего электрический сигнал преобразуется в оптический (на передаче). На приеме соответствующие блоки выполняют обратные операции. Блок СЛК предназначен для организации служебной связи. Основные технические параметры аппаратуры модели Т-316 представлены в таблице 1.2.

АО НГШ РОТЕК, кроме модели Т316, выпускает вариант Т-316(21Е1). Это оборудование предназначено для передачи по ВОЛС цифрового двоичного потока со скоростью 51,84 Мбит/с. Такая скорость является результатом мультиплексирования 21-го потока первичной иерархии Е1 и может быть интегрирована в сети СЦИ. Системы со скоростью передачи 51,84 Мбит/с обозначают как STM-0. В состав оборудования входит система контроля состояния линии, установка внутренних и внешних шлейфов как по потокам Е1, так и по потоку 51,84 Мбит/с. Кроме того, в данной модели предусмотрено два телефонных канала служебной связи и канал RS-232 для контроля и управления удаленным оборудованием (возможно давление по ЛВС через интерфейс (ETHERNET), Структурная схема этой модели оборудования представлена на рисунке 1.7.

Рисунок 1.7 Конфигурация оборудования для передачи 21 потока цифровых сигналов уровня Е1

Конструктивно модель выполняется в двух вариантах. Вариант Е2/1 -точное исполнение в виде съемных элементов (рисунок 1.5). Благодаря такому исполнению обеспечивается установка блоков в любые стойки или шкафы, выполненные по стандарту МЭК. Блок имеет следующие габариты: 482x88x240 мм (с элементами крепления к стойке 19"). Второй вариант конструкции - А2, модульное исполнение. С помощью съемных элементов он обеспечивает установку блоков в унифицированные стоечные каркасы, соответствующие ГОСТ 26577-85. Габариты данной конструкции с элементами крепления к стойке СКУ следующие: 600x396x215 мм.

Рисунок 1.8 Конструктивное исполнение Т-316 (Блочный вариант, модульный вариант)

Кроме перечисленных выше, отечественная промышленность (ОАО "Морион", г. Пермь) производит оборудование третичного группообразования с оптическими линейными интерфейсами и сервисными каналами ОТЛС-31. Это оборудование имеет то же назначение, что и оборудование производства АО НПП РОТЕК, а именно: для организации межстанционной связи, а также для внутризоновой и межрайонной связи по оптическому кабелю. Оборудование позволяет с помощью соответствующих мультиплексоров объединять 16 цифровых первичных потоков Е1 или 4 потока Е2 в один цифровой третичный поток ЕЗ. Предусмотрены режимы вставки или выделения каналов (add/drop). Конструкция модели ОТЛС-31 соответствует Europuc "special" 19" по стандарту МЭК 297. Оборудование ОТЛС-31 имеет каналы служебной связи и телеконтроля, и предусмотрена подсистема контроля с управлением. Структурная схема оборудования представлена на рисунке 1.9.

На каждой стороне линии связи оборудование в линейном оптическом тракте имеет две платы оптического интерфейса ЛТ (передача и прием) с электрическим интерфейсом по G.703 ITU-T и оптическим интерфейсом (разъем FC) с линейным кодом NR2 со скремблированием, благодаря которому скорость передачи по линии возрастает до 35,84 Мбит/с. Электрические входы (интерфейсы) плат ЛТ через плату КТ (устройство резервирования) подключены к плате группообрзования AM, представляющей собой мультиплексор на передаче или демультиплексор на приеме 16Е1 или 4Е2.

Рисунок 1.9 Структурная схема блока ОТЛС-31

Плата КТ (устройство резервирования) предназначена для вставки (стаффинга) или выделения в линейный сигнал (или из линейного сигнала) дополнительных каналов за счет увеличения стандартной третичной скорости 34,368 Мбит/с до 35,84 Мбит/с.

Платы СК, КС и СС с помощью указанных выше дополнительных каналов взаимодействуют с устройство КТ через две 2М-шины.

Блок КС снабжен интерфейсами RS-232 и RS-485, первый из которых предназначен для подключения персонального компьютера для контроля за состоянием данного блока и удаленными блоками. Кроме того, дополнительные каналы используются для организации служебной связи (блок СС).

Основные технические данные оборудования Т316 (РОТЕК) и ОТЛС-31 (МОРИОН) представлены в таблице 1.3.

Компания PHILIPS выпускает также оборудование LS34S/CXOF - представляющее собой модульную систему на скорость передачи 34,368 Мбит/с для симметричных и оптических кабелей. Это оборудование предназначено для передачи сигналов третичной цифровой иерархии ЕЗ и может быть применено в местных и магистральных сетях связи. В состав оборудования входят устройства для локализации и анализа повреждений и неисправностей с помощью персонального компьютера, а также блок служебной связи с возможностью избирательного вызова.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1.10 Внешний вид аппаратуры PLE2-140

В последние несколько лет на сетях связи России, в том числе и на городских, широкое распространение получает зарубежное оборудование плезиохронной цифровой иерархии, особенно для уровней Е2, ЕЗ и Е4. Довольно интенсивно внедряется компактное мультиплексное и оптическое линейное оборудование PLE2-140 компании PHILIPS.

Аналогичное по назначению и техническим характеристикам оборудование производит фирма LGIC (Южная Корея) - оконечное устройство волоконно-оптической линии связи STARMUX-34F. Это оборудование позволяет передавать по оптическому кабелю оптические цифровые информационные потоки со скоростью 8,448 Мбит/с или 34,368 Мбит/с. В состав оборудования входят устройства местного или удаленного контроля, управления и диагностики работы системы. На рисунке 1.11 представлен внешний вид STARMUX-34F.

Основные технические параметры перечисленных зарубежных систем (PLE2-140, LS34S/CX/OF, STARMUX-34F) приведены в таблице 1.4

Рисунок 1.11 Внешний вид аппаратуры STARMUX-34F

Таблица 1.4

Основные технические требования	Тип аппаратуры
	"Сопка-3"	Т-316 (РОТЕ К)	Т-316 21Е1 (РОТЕК)	ОТЛС-31 "МОРИОН"	PLE2-140 PHILIPS	LS34S/140 PHILIPS	STARMUX34F Ю. Корея
Длина волны излучения, нм	1200...1300	1300 (1500)	1280...-1335 1335		1300	1300 или1550	1300
Уровень средней оптической выходном разъеме, дБм	-7...0	-3...0				-11. ..0 -1...0 -1...0	-15+1,5...0 -12+3...0
Число каналов, т. ч.	480		480	180	480	480	480
Тип линейного кода				NRZ со скрем-блером	5В6В+ 1В	5В6В,модифицирован-ный
Скорость передачи каналов на стыке ВВГ, Мбит/с	34,368	34,368	34,368	34,368	34,368	34,368	34,368
Скорость передачи линейного сигнала, Мбит/с	41	34,368	51,84	35,840	41,856	41,856	41,2.-41,6
Энергетический потенциал, дБ, не менее	38	36	29	40	40	40	40
Коэффициент ошибок на выходе тракта максимальной протяженности, не более	2.10-8	10-8	10-8	10-10	10-10	10-10	10-10
Минимальная принимаемая оптическая мощность при коэффициенте ошибок 10-8, дБм	-45			-46	-41	-41	-41

1.4 Системы связи цифровой плезиохронной иерархии Е4

Для передачи информационного потока цифровой плезиохронной иерархии уровня Е4 отечественной промышленностью производилась аппаратура "Сопка-4". В настоящее время она не производится, но продолжает работать в некоторых местах, в связи, с чем информация о ней может быть полезной. Более современную аппаратуру для передачи такого же числа телефонных каналов (1920) разработало предприятие ОАО "Морион" - STM-1 для передачи по оптическому волокну цифрового информационного потока 155.52 Мбит/с.

Аппаратура "Сопка-4" обеспечивает передачу 1920 телефонных каналов или любой другой информации в дискретном виде с помощью цифрового оптического сигнала по одномодовому волокну на максимальное расстояние до 830 км. При этом длина волны излучения должна быть 1300 нм, а затухание в волокне не более 0,7 дБ/км.

Среди зарубежных компаний, производящих аппаратуру аналогичного назначения, можно назвать компанию PHILIPS, которая упоминалась выше при описании аппаратуры уровня ЕЗ. Это вариант той же аппаратуры PLE2-140, который предназначен для передачи информации со скоростью 140 Мбит/с также по одномодовому волокну.

Основные технические характеристики аппаратуры "Сопка-4" и "Сопка-4М" приведены в таблице 1.5.

Таблица 1.5

Параметр	«Сопка-4»	«Сопка-4М»
Число стандартных каналов ТЧ	1920	1920х4
Скорость передачи ЦСП, Мбит\с	140	140х4
Линейный код	10В1Р1R	10В1Р1R
Тип приемника излучения	ЛДФ	ЛДФ
Тип оптического волокна	ООВ	ООВ
Длина волны, мкм	1,3	1,55
Тип источника излучения	ЛД	ЛД
Энергетический потенциал, дБм	38	38
Затухание ОВ, дБм/км	0,7	0,3
Максимальная длина регенерационного участка, км	30	70
Рекомендуемый оптический кабель	ОМЗКГ	ОКЛ

Выводы

1. Линейный оптический терминал ЛОТ-1Ц1 и аппаратура группового каналообразования «КЕДР» способы передавать по волоконно-оптическим линиям связи цифровые потоки со скоростью 2048 кбит/с.

2. Волоконно-оптическая система передачи «Соната-2» предназначана для использования на городских сетях в качестве соединительных линий между узлами связи и способна передавать 120 телефонных каналов в цифровом информационном потоке со скоростью 8448 кбит/с.

3. Для вторичной цифровой плезиохронной иерархии применяют аппаратура Е2-ОЛТ-025 и Т-41 с современными электронными и кванто-оптическими элементами, обладающие большим ресурсом и высокой надежностью.

4. Для внутризоновых сетей применяется аппаратура «Сопка-3» для передачи 480 телефонных каналов.

5. Модель Т-51 позволяет передавать по многомодовому или одномодовому оптическому кабелю цифрового потока Е3, а Т-316 от 1 до 16 потоков DS1 со скоростью 2048 кбит/с.

6. Аппаратура «Сопка-4» обеспечивает передачу 1920 телефонных каналов на расстояние до 830 км.

2. РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ СТАНЦИЙ В ПРОЕКТИРУЕМУЮ СЕТЬ SDH

Разработка общей схемы заключается в последовательном решении задач, поставленных перед разработчиками. Схема решения включает следующие этапы:

- выбор топологии;

- выбор архитектуры включения;

- выбор требуемого уровня и числа мультиплексоров;

- конфигурация мультиплексорных узлов и составление спецификации оборудования.

2.1 Выбор топологии включения станций проектируемой сети SDH

К любому решению, в том числе и решению выбора топологии сети, можно подойти несколькими путями. Задача сводится к тому, чтобы выбрать наиболее оптимальный из предложенных вариантов.

Прежде всего, необходимо рассмотреть все виды существующих топологий SDH и особенности их выбора. Для того чтобы спроектировать сеть в целом нужно пройти несколько этапов, на каждом из которых решается та или иная функциональная задача. Это задачи выбора топологии сети, выбора оборудования узлов сети, формирование сетей управления и синхронизации. Задача выбора топологии сети может быть решена достаточно легко, если знать возможный набор стандартных базовых топологий, из которых может быть составлена топология сети в целом.

Сегмент сети, связывающий два узла А и В, или топология "точка-точка", является наиболее простым примером базовой топологии SDH сети в соответствии с рисунком 2.1. Она может быть реализована с помощью терминальных мультиплексоров ТМ, как по схеме без резервирования канала приема/передачи, так и по схеме со стопроцентным резервированием типа 1+1, использующей основной и резервный электрические или оптические агрегатные выходы (каналы приема/передачи). При выходе из строя основного канала сеть в десятки миллисекунд автоматически переходит на резервный.

Несмотря на свою простоту, именно эта базовая топология наиболее широко используется при передаче больших потоков данных по высокоскоростным магистральным каналам, например, по трансокеанским подводным кабелям, обслуживающим цифровой телефонный трафик.

Рисунок 2.1 Топология "точка - точка", реализованная с использованием ТМ

Эту же топологию используют для отладки сети при переходе к новой более высокой скорости в иерархии SDH, например, с 622 Мбит/с (STM-4) на 2,5 Гбит/с (STM-16) или с 2,5 (STM-16) на 10 Гбит/с (STM-64). Она же используется как составная часть радиально-кольцевой топологии (используется в качестве радиусов) и является основой для топологии "последовательная линейная цепь". С другой стороны, топологию "точка-точка" с резервированием можно рассматривать как вырожденный вариант топологии "кольцо".

Топология "последовательная линейная цепь" - это базовая топология, которая используется тогда, когда интенсивность графика в сети не так велика и существует необходимость ответвлений в ряде точек на линии, где могут вводиться и выводиться каналы доступа. Она реализуется с использованием как терминальных мультиплексоров на обоих концах цепи, так и мультиплексоров ввода/вывода в точках ответвлений. Эта топология напоминает последовательную линейную цепь, где каждый мультиплексор ввода/вывода является отдельным ее звеном. Она может быть представлена либо в виде простой последовательной линейной цепи без резервирования, в соответствии с рисунком 2.2, либо более сложной цепью с резервированием типа 1+1, в соответствии с рисунком 2.3. Последний вариант топологии часто называют упрощенным кольцом.

Рисунок 2.2 - Топология "последовательная линейная цепь", реализованная на ТМ и TDM

Топология "звезда" реализует функцию концентратора. В этой топологии один из удаленных узлов сети, связанный с центром коммутации

(например, цифровой АТС) или узлом сети SDH на центральном кольце,

Рисунок 2.3 Топология "последовательная линейная цепь" типа "уплощенное кольцо" с защитой 1+1

играет роль концентратора, или хаба, где часть графика может быть выведена на терминалы пользователей, тогда как оставшаяся его часть может быть распределена по другим удаленным узлам, в соответствии с рисунком 2.4. Ясно, что этот концентратор должен быть активным и интеллектуальным (в терминологии локальных сетей), т.е. быть мультиплексором ввода/вывода с развитыми возможностями кросс-коммутации. Иногда такую схему называют оптическим концентратором (хабом), если на его входы подаются частично заполненные потоки уровня STM-N (или потоки уровня на ступень ниже), а его выход соответствует STM-N. Фактически эта топология напоминает топологию "звезда", где в качестве центрального узла используется мультиплексор SDH.

Рисунок 2.4 Топология "звезда" с мультиплексором в качестве концентратора

Топология "кольцо", в соответствии с рисунком 2.5, широко используется для построения SDH сетей первых двух уровней SDH иерархии (155 и 622 Мбит/с). Основное преимущество этой топологии - легкость организации защиты типа 1+1, благодаря наличию в синхронных мультиплексорах SMUX двух пар (основной и резервной) оптических агрегатных выходов (каналов приема/передачи): восток-запад, дающих возможность формирования двойного кольца со встречными потоками, потоки показаны стрелками в соответствии с рисунком 2.5.

Кольцевая топология обладает рядом интересных свойств, позволяющих сети самовосстанавливаться, т.е. быть защищенной от некоторых достаточно характерных типов отказов.

Рисунок 2.5 Топология "кольцо" с защитой 1+1 на уровне трибных блоков TU-n

Топология «кольцо» с защитой 1+1 на уровне трибных блоков представляет наиболее интересное решение, т.к. обеспечивает максимальную защиту, проключаемых по сети потоков. Поэтому в дальнейшем при создании архитектуры темиртауской сети SDH будем ориентироваться на данную топологию.

Архитектурные решения при проектировании сети могут быть сформированы на базе использования рассмотренных выше элементарных топологий сети в качестве ее отдельных сегментов. Как правило, ярко выраженные топологии редко встречаются в реальных сетях. Наиболее часто используется сочетание той или иной из рассмотренных выше топологий.

В соответствии с рисунком 2.6 приведен один из вариантов построения сети SDH города Темиртау. В данном варианте сеть фактически построена на базе использования двух базовых топологий: "точка-точка", многократное использование которой дает топологию "звезда" или "концентратор". Так как станция АТС-91 самая крупная и вся межстанционная связь построена через нее, то в качестве концентратора выбрана именно эта станция. Такое архитектурное решение допустимо, однако имеет свои недостатки. Все включаемые в сеть станции с концентратором соединяются лишь одной кабельной линией. Любое повреждение оптической линии, приведет к потери связи со станцией, соединенной с АТС-91. Выбрав защиту 1+1, мы лишь защитим проключаемые потоки Е1 при повреждении единичного волокна.

Рисунок 2.6 Радиальное включение станции в сеть SDH

Защита 1+1 соответствует двум путям проключения потока: основному и защитному. При повреждении одного из путей система автоматически переключается на защитный. Однако при использовании одного кабеля, защитный и основной пути оказываются проходящими вместе. При повреждении волокна такая защита сработает, однако при повреждении всего кабеля, что довольно часто наблюдается в наших сетях, данная защита не поможет.

Для того чтобы избежать проблем данного построения, рассмотрим еще один вариант. Замкнув все станции в общее кольцо мы полностью защитим проключаемые потоки Е1. В соответствии с рисунком 2.7 в рассматриваемой нами архитектуре наблюдается сочетание топологий «Кольца» и «Звезды», а архитектура является «ячеистой».

Такой вариант выбирают в основном только в тех случаях, когда суммарная емкость станций не позволяют вместить их в одну линию, поэтому требуются дополнительные оптические линии. Соответственно этот вариант

Рисунок 2.7 - Звездно-кольцевое включение станци

более дорогостоящий. Однако существующая схема межстанционной связи города Темиртау оперирует малым количеством потоков Е1, не требующим большого количества оптических соеденительных линий. Поэтому целесообразней использовать не полное кольцо, а отдельные его сектора или ячейки. При этом есть возможность использовать уже проложенные оптические одномодовые кабели.

Отдельно необходимо упомянуть о выносной станции от АТС-93 - RSU-934. Данная станция сильно удалена: от АТС-91 - 5 км, от АТС-93 - 7 км. При этом для соединения с основной станцией ей требуется всего 4 потока Е1. Прокладывать 5 км оптического кабеля ради 4 потоков крайне не экономично. Поэтому лучше использовать старые системы передач PDH - РРЛ NEC “Pasolink”, не включая данную станцию в SDH.

Еще одна станция, которую следует исключить из проектируемой сети - это станция УАТС-6, которая, как уже говорилось ранее обслуживается совершенно независимой фирмой «Испат-кармет». Одномодовый оптический кабель ОМЗКГМ между АТС-91 и УАТС-6 принадлежит данной организации вместе с оконечным оборудованием ОЛТ216, что вполне достаточно для емкости данной станции. Поэтому в проект разработки сети SDH станция УАТС-6 включатся не будет.

В соответствии с рисунком 2.8 наиболее подходящий вариант включения станций г. Темиртау в сеть SDH. Эта архитектура наиболее привлекательная из всех трех приведенных архитектур по нескольким причинам. Во-первых, есть возможность изпользовать полную защиту потоков Е1 - 1+1. Во-вторых, отсутствуют дополнительные внутренние оптические линиии и соответсвенно отсутствуют затраты на них..

Однако окончательно остановится на той или иной из приведенных архитектур можно только после выбора оборудования, которое будет установленно на включаемых станциях. Для этого следует рассмотреть возможные типы мультиплексоров SDH.

Рисунок 2.8 Кольцевая схема включения станции

2.2 Выбор типа оборудования SDH

Как видно из анализа топологии включение станций Темиртау в сеть SDH можно выполнить несколькими вариантами. В каждой из приведенных выше топологий, возможно, использовать различные виды оборудования.

Основным функциональным модулем сетей SDH является мультиплексор. В дальнейшем мы будем использовать этот термин как для собственно мультиплексоров, служащих для сборки (мультиплексирования) высокоскоростного потока из низкоскоростных, так и для демультиплексоров, служащих для разборки (демультиплексирования) высокоскоростного потока с целью выделения низкоскоростных потоков.

Мультиплексоры SDH в отличие от обычных мультиплексоров, используемых, например, в сетях PDH, выполняют как функции собственно мультиплексора, так и функции устройств терминального доступа, позволяя подключать низкоскоростные каналы PDH иерархии непосредственно к своим входным портам. Они являются более универсальными и гибкими устройствами, позволяющими решать практически все перечисленные выше задачи, т.е. кроме задачи мультиплексирования выполнять еще и задачи коммутации, концентрации и регенерации. Это оказывается возможным в силу модульной конструкции SDH мультиплексора - SMUX, при которой выполняемые функции определяются лишь возможностями системы управления и составом модулей, включенных в спецификацию мультиплексора. Принято, однако, выделять два основных типа SDH мультиплексора: терминальный мультиплексор и мультиплексор ввода/вывода.

Терминальный мультиплексор ТМ является мультиплексором и оконечным устройством SDH сети с каналами доступа, соответствующими трибам PDH и SDH иерархий в соответствии с рисунком 2.9. Терминальный мультиплексор может или вводить каналы, т.е. коммутировать их со входа трибного интерфейса на линейный выход, или выводить каналы, т.е. коммутировать их с линейного входа на выход трибного интерфейса. Он может также осуществлять локальную коммутацию входа одного трибного интерфейса на выход другого трибного интерфейса. Как правило, эта коммутация ограничена трибами 1,5 и 2 Мбит/с.

Рисунок 2.9 Синхронный мультиплексор (SMUX)

Для мультиплексора максимального на данный момент действующего уровня SDH иерархии (STM-64), имеющего скорость выходного потока 10 Гбит/с, максимально полный набор каналов доступа может включать PDH трибы 1.5, 2, 6, 34, 45, 140 Мбит/с и SDH трибы 155, 622 Мбит/с и 2,5 Гбит/с, соответствующие STM-1,4,16. Если PDH трибы являются "электрическими", т.е. использующими электрический сигнал для передачи данных, то SDH трибы могут быть как электрическими (STM-1), так и оптическими (STM-1,4,16). Для мультиплексоров SDH уровня STM-16 из этого набора исключается триб 2,5 Гбит/с, для уровня STM-4 из него исключается триб 622 Мбит/с, и, наконец, для первого уровня - триб 155 Мбит/с. Ясно, что конкретный мультиплексор может и не иметь полного набора трибов для использования в качестве каналов доступа. Это определяется не только пожеланиями заказчика, но и возможностями фирмы-изготовителя.

Другой важной особенностью SDH мультиплексора является наличие двух оптических линейных выходов (каналов приема/передачи), называемых агрегатными выходами и используемых для создания режима стопроцентного резервирования, или защиты по схеме 1+1 с целью повышения надежности. Эти выходы (в зависимости от топологии сети) могут называться основными и резервными (линейная топология) или восточными и западными (кольцевая топология). Нужно заметить, что термины "восточный" и "западный", применительно к сетям SDH, используются достаточно широко для указания на два прямо противоположных пути распространения сигнала в кольцевой топологии: один - по кольцу влево - "западный", другой - по кольцу вправо - "восточный". Если резервирование не используется (так называемый незащищенный режим), достаточно только одного выхода (одного канала приема/передачи). Резервирование 1+1 в сетях SDH является их внутренней особенностью и не имеет ничего общего с так называемым внешним резервированием, когда используется альтернативный (резервный) путь от одного узла сети к другому, как это делается в так называемой ячеистой сети SDH, работающей в незащищенном режиме.

...